Висячие стропила крыши — конструкции, узлы и устройство

Крыша – наиболее сложный элемент конструкции жилой, хозяйственной либо производственной постройки, которую нельзя построить без детального проекта и точного расчёта. Ее устройство складывается из каркаса и гидроизоляционного покрытия, несущего ответственность за форму, несущую надёжность и способность кровли. Различают 2 типа стропильных систем, отличающихся по способу и составу соединения элементов – висячую и наслонную. В данной статье мы поведаем, что такое висячие стропила, и как это конструктивное решение используется в строительных работах.

Функции стропил

Стропильный каркас – совокупность опорных элементов, несущих ответственность за придание кровле формы, геометрии, уклона и высокой несущей способности. Особенность висячей стропильной системы содержится в том, что она возводится в сооружениях, не имеющих внутренних несущих опор. Конструкция фермы для того чтобы каркаса представляет собой равносторонний треугольник, образованный затяжкой и стропилами, исходя из этого владеет высокой устойчивостью к внешним действиям. Задачами стропильного каркаса считают:

1. Формирование уклона кровли. Крыша должна иметь уклон, дабы действенно отводить влагу на протяжении осадков, сбрасывать снежную массу чтобы не было перегрузки каркаса.
2. Распределение веса кровли. Конструкция крыши весит достаточно большое количество, в особенности в случае если учитывать дополнительную нагрузку на протяжении снегопадов. Стропила равномерно распределяют вес покрытия между несущими стенками.
3. Фиксация кровельного материала. Гидроизоляционное покрытие крепят к обрешетке стропильного каркаса, распределяющей нагрузку и придающей покрытию твёрдую форму.

Учтите, что висячие стропила считаются более устойчивой конструкцией каркаса, поскольку их устройство содействует понижению распирающей нагрузки, от которой страдают узлы наслонных систем.

Устройство наслонных систем

Конструкция висячей стропильной системы подразумевает, что в перекрываемом сооружении отсутствуют внутренние капитальные несущие опоры. При таких условиях стропила имеет всего точку опоры в месте крепления на мауэрлат, а другим концом ноги они просто упираются друг друга без применения подконькового бруса. Стропильная ферма висячего типа представляет собой равнобедренный треугольник с основанием, равным ширине фасада. Она складывается из следующих элементов:

• Мауэрлата. Этом прочный, ровный брус из здоровой древесины жёстких пород сечением 100х100 мм либо 150х150 мм укладывают на верхнюю поверхность последнего яруса несущих стен там, где на них будут опираться стропильные ноги. Это устройство распределяет вес стропил, передавая нагрузку на фундамент.
• Стропильные ноги. Это опорные элементы, формирующие плоскость скатов крыши, каковые изготавливаются из прямых досок размером 50х150 мм либо 100х150 мм. Они устанавливаются попарно с шагом 60-120 см в зависимости от размеров и веса финишного покрытия.
• Затяжка. Затяжкой именуют горизонтальный элемент каркаса, который стягивает нижние концы стропильных ног, компенсируя нагрузку на распирание, сказывающуюся на главные узлы кровли.
• Ригель. Ригель представляет собой верхнюю затяжку, которая стягивает попарно стропила на маленьком расстоянии от конька. Так как на этом месте нагрузка на распирание больше, то он изготавливается из бруса более толстого сечения.
• Бабка. Бабкой именуют подвесной элемент висячего стропильного каркаса, который поддерживает под коньком центральную часть затяжки, предотвращая распирание несущих наружных стен.
• Подкос. Подкосами зовутся горизонтальные подпорки, поддерживающие стропильные ноги в верхней либо средней части, предотвращая прогиб элементов громадной длины.

Обратите внимание! Частенько висячая стропильная система не включает в себя мауэрлат, поскольку его функции с успехом делает низко расположенная затяжка. Умелые мастера уверены в том, что конструкция каркаса без этого элемента нисколько не теряет ни в прочности, ни в надежности.

Разновидности

Устройство висячей стропильной системы сильно зависит от размеров и формы перекрываемого сооружения. Чем больше площадь дома, тем больше конструкция насчитывает дополнительных элементов, увеличивающих несущую свойство каркаса. Самая несложная ферма представляет собой равнобедренный треугольник, образованный затяжкой и стропильными ногами. Но чем дольше стропил, тем больше потребуется опор, компенсирующих их прогиб под действием собственного веса. Различают висячие стропильные системы следующих типов:

1. Несложная трехшарнирная арка в форме треугольника. Это пример самой несложной стропильной фермы висячего типа, которая складывается из затяжки и стропильных ног. Она представляет собой замкнутый треугольник, основание которого работает лишь на растяжение, а стороны – на прогиб. Так возможно перекрыть пролеты шириной до 6 метров.
2. Трехшарнирная треугольная арка с подвесом либо бабкой. В случае если ширина перекрываемого сооружения превышает 6 метров, то применение цельного бруса для изготовления затяжки проблематично. Древесный элемент таковой длины будет прогибаться под собственным весом, исходя из этого его изготавливают из 2 отдельных частей и подвешивают к коньку посредством бабки.
3. Трехшарнирная арка с немного поднятой затяжкой. Данный вариант висячей стропильной системы употребляется, в случае если крыша относится к мансардному типу. Наряду с этим затяжку перемещают к верхней части стропильных ног ближе к коньковому соединению. Чем выше она находится, тем большее напряжение на растяжение она испытывает. При оборудовании мансарды немного поднятая затяжка делает роль потолочных перекрытий.
4. Трехшарнирная треугольная арка с ригелем. В этом варианте подвижные крепления в виде ползуна, которыми крепятся к мауэрлату, заменяются на неподвижные. Исходя из этого ригель, стягивающий стропильные пары в верхней части, испытывает нагрузку не на растяжение, а на сжатие.

Принципиально важно! В случае если протяженность стропильных ног превышает 4-4,5 метра, то при толщине сечения 50х150 мм либо 100х150 мм они начинают испытывать большую нагрузку на прогиб под действием собственного веса. Дабы компенсировать это напряжение, в верхней либо средней части стропил их поддерживают подкосом, упертым в бабку.

Виды креплений

Крыша, каркас которой изготавливается из дерева, подвергается термическому расширению, и мало изменяет свои размеры в зависимости от влажности. Дабы эти мельчайшие трансформации не стали причиной деформации, применяют особую систему крепления узлов конструкции. Висячие стропила имеют 2 типа креплений:

• Подвижные. Подвижными креплениями именуют особые устройства – ползуны, изготавливаются из металла. Посредством них к мауэрлату крепят стропильные ноги, в следствии чего они смогут мало смещаться при трансформациях размеров элементов при колебаниях влажности. Такие устройства предотвращают деформацию каркаса кровли, разрешая ей «дышать».
• Твёрдые. Твёрдое крепление элементов стропильного каркаса осуществляется посредством гвоздей, саморезов либо железных накладок. Данный метод снабжает надежную фиксацию, но не компенсирует изменение размеров и термическое расширение дерева при колебаниях влажности.

Умелые мастера утверждают, что запрещается врезать отверстия в мауэрлате для крепления стропильных ног, поскольку это нарушает целостность бруса, снижает его прочность. При подвижной фиксации ноги прикрепляются ползунами, а при твёрдом в стропилах вырезают углубления под мауэрлат, а после этого приколачивают гвоздями.

Критерии выбора

Висячие стропила считаются более сложными в монтаже и проектировании вариантом стропильного каркаса. Эта узкая система требует тщательного расчета, учитывающего все силы и нагрузки, каковые будут влиять на нее изнутри и снаружи. Дабы крыша оказалась надежной, выбор реализовывают в соответствии со следующими факторами:

1. Климатические условия. Дабы оценить, какая ветровая и снеговая нагрузка будут влиять на стропила, необходимо выяснить климатическую территорию региона, в котором ведется строительство.
2. Финишное кровельное покрытие. Выбор стропильного каркаса зависит от желаемого кровельного материала, поскольку вариант имеет оптимальный угол наклона ската и рекомендованное расстояние между элементами в соответствии с весом и размером покрытия.
3. Вид кровли. Крыша возможно односкатной, двухскатной, вальмовой, полувальмовой либо шатровой в зависимости от размеров и формы сооружения.

Принципиально важно! Висячие стропильные фермы владеют громадным весом и размером, исходя из этого поднять уже собранные конструкции на кровлю возможно лишь посредством крана. Значительно чаще сборка каркаса происходит конкретно на высоте, что усложняет кровельные работы.

Видео-инструкция